摘要：模块化多电平变换器(modular multilevel converter,MMC)工作于低频工况时,子模块电容电压波动加剧导致输出电压畸变严重,制约了其在中高压大功率变频调速领域中的应用。针对这一问题,在分析MMC数学模型的基础上,从维持各相上、下桥臂功率动态平衡角度出发,设计一种基于注入高频共模电压及高频环流的电压波动抑制策略。为降低功率器件开关频率并减少系统损耗,将载波移相技术应用于MMC变频驱动,分别讨论输出N+1和2N+1电平相电压的实现方式。基于载波移相调制,结合低频工况子模块电容电压波动抑制方法,提出一种变频工况下MMC子模块电容电压控制策略,并设计相应控制系统架构及实现方式。该控制策略能在变频工况维持子模块电容电压平衡,保证调速过程中MMC和电动机正常平稳运行,并在低开关频率下获得良好的输出谐波特性。最后,通过搭建Matlab/Simulink仿真及实验样机,验证所提控制策略的正确性和有效性。

摘要：电力电子牵引变压器是下一代高能效牵引传动系统的核心部件,现有采用分布式控制系统的电力电子牵引变压器由于通信时延导致载波同步时PWM脉冲异常,进而造成电感电流突变问题。针对此问题,对基于双有源桥式变换器的电力电子牵引变压器PWM脉冲异常的产生机理进行分析,提出一种电力电子牵引变压器多模块载波移相同步控制策略,通过实时触发SCL时钟来消除同步信号的通信延时误差,在此基础上给出同步频率的设定原则,进一步消除同步偏差。所提出的多模块载波移相同步控制策略能够可靠地产生PWM驱动脉冲,保证电力电子牵引变压器各模块载波同步正常。构建系统仿真模型,对所提出的多模块载波移相同步控制策略进行仿真研究。设计并搭建五单元电力电子牵引变压器试验平台,对上述控制策略进行试验研究。仿真与试验结果一致,验证本文所提出的电力电子牵引变压器多模块载波移相同步控制策略的正确性和有效性。

摘要：介绍了一种150 kVA并联型有源电力滤波器的研制,包括双重化的主电路结构和载波移相的PWM方法,三相软件锁相环技术、直流侧电压稳压控制策略、直流侧电压的低通滤波器设计、APF的谐波提取及其控制策略等,最后给出了采用二重化有源电力滤波器的实验结果。实验结果表明:双重化有源电力滤波器具有很好的补偿效果。它能在不提高逆变桥的开关频率与保持主电路拓扑结构的前提下获得高的等效开关频率,以及可以减少系统输出的高次谐波含量。

摘要：以电力牵引交流传动系统中两重化脉冲整流器拓扑为研究对象,以实现其直流侧支撑电容电压谐波抑制为目标,首先从理论上分析了直流侧支撑电容容量的设计方法;然后分析了稳态运行时直流侧电压高次谐波的产生机理,并重点分析了两重化脉冲整流器载波移相控制方法对直流侧脉动的影响。理论分析表明直流侧电压高次纹波主要分布在2倍开关频率附近,载波移相控制技术可以有效地抑制直流侧2倍开关频率附近的纹波电压,从而减小直流侧电压纹波系数。因此在传统直流侧支撑电容容量设计方法的基础上,加入载波移相控制可以进一步减小所设计的支撑电容大小。最后对未添加载波移相控制和添加载波移相控制的方法分别进行了计算机仿真和半实物试验测试。Matlab仿真和dSPACE半实物测试结果都验证了理论分析的正确性和有效性。

摘要：采用FPGA设计并实现了适合多电平变流器的载波移相PWM发生器。该PWM发生器采用上下位机两层结构,上位机为DSP+FPGA结构产生调制信号,下位机内部产生载波信号并输出PWM信号,上下位机间通过串行通信进行数据交换和时序同步。介绍了该PWM发生器的基本结构和设计原则,并进行了方案的设计验证。

摘要：在研究了三电平全桥变流器工作原理和载波移相原理的基础上,设计生成了基于数字信号处理器(DSP)和现场可编程门阵列(FPGA)的载波移相PWM脉冲,用于驱动变流器工作。重点介绍了由DSP和FPGA生成载波移相PWM脉冲的基本原理、系统构成及实现方法,其核心思想是FPGA通过数据地址总线接收DSP输出的移相角与FPGA内部生成的三角波进行二逻辑比较,从而产生移相角可变的PWM脉冲,以满足变流器全工况范围实时控制的需要。通过优化设计,使DSP和FPGA各自的优势得以有效利用。仿真分析表明:该方法计算速度快、控制精度高,同时具有扩展性好、可靠性高等优点。实验结果与仿真结果吻合,验证了该方法的上述优点。

摘要：为了提高混合储能运行的安全性和灵活性,确保储能模块的均衡性和一致性,首先针对电磁发射负载复杂的运行特性,设计了一种混合储能分组级联拓扑结构,详细介绍了其工作原理和4种运行模式;然后,开展了针对混合储能分组级联拓扑的载波移相充放电控制的研究,分别结合锂电池充电模式、超级电容充电模式以及电磁发射驱动模式,研究了载波移相策略的应用方法和充放电策略;最后,针对上述3种模式分别进行了试验,验证了载波移相策略的可行性以及在锂电池模块故障状态下瞬时旁路的功能,同时证明了该策略具有提高系统灵活性、保持各锂电池储能模块均衡性和一致性的优势特点。

摘要：以超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)中的快控电源为背景,研究分析了采用载波移相PWM技术实现逆变器并联输出的系统设计方案,并利用双重傅里叶变换对逆变器并联输出谐波进行分析,建立其数学模型。仿真和实验表明,采用载波移相PWM技术实现逆变器并联输出可以消除低次谐波,提高等效开关频率,对实现电源系统大电流输出与快速响应具有良好效果。

摘要：通过分析三相VIENNA整流器的工作原理,提出了基于载波移相的控制策略,并将直流母线电压偏差引入电流参考,通过调节电流参考的直流偏移实现中性点电压平衡。最后,在Matlab中搭建了VIENNA整流器的仿真模型,进行仿真分析,并设计了一台6 k W的试验样机。仿真和实验结果表明了该控制策略的正确性,稳态时网侧功率因数能达到0.99,THD为3.78%,满足了THD<5%的要求。

摘要：适用于单元级联型多电平电路的载波移相PWM调制方法,其实现的关键在于如何实时产生多路移相PWM控制信号。研制了基于TMS320F2812的PWM脉冲发生器,通过事件管理器硬件实现与CPU软件实现相结合,在DSP的各个GPIO复用管脚输出多路移相PWM波形。基于该脉冲发生器,完成了单相级联七电平逆变器的载波移相实验。实验结果表明,该脉冲发生器简化了多电平硬件电路的设计,算法程序简洁,实时性强,易于扩展。